Ano ang Hall epekto

Kung hihilingin mo ang isang tao pamilyar sa physics sa antas ng isang pangunahing kaalaman sa kung ano ang isang Hall epekto at kung saan ito ay inilapat, hindi ka maaaring makakuha ng isang sagot. Nakakagulat, sa katotohanan ng modernong mundo na ito ang mangyayari ganap madalas. Sa katunayan, ang Hall epekto ay ginagamit sa maraming mga de-koryenteng aparato. Halimbawa, isang beses sa isang popular na computer floppy disk drive ay tumutukoy sa paunang posisyon ng motor gamit ang Hall generators. Naaangkop na mga sensor ay "inilipat" at sa pamamaraan ng mga modernong drive para sa mga CD (parehong CD, at DVD). Bukod dito, mga aplikasyon ay kinabibilangan hindi lamang ng iba't-ibang mga instrumento ng pagsukat, ngunit kahit electric power generators batay sa pagbabago ng init sa stream ng mga sisingilin particle sa pamamagitan ng isang magnetic field (MHD).

Edwin Herbert Hall sa 1879 taon, pagsasagawa ng mga eksperimento na may isang kondaktibo plate, walang habas na natagpuan sa unang tingin, ang mga potensyal na pangyayari ng isang hindi pangkaraniwang bagay (ang stress) sa pakikipag-ugnayan ng electric kasalukuyang at magnetic field. Ngunit unang bagay muna.

Sabihin gawin ang isang maliit na pag-iisip eksperimento: kumuha ng isang metal plate at pumasa sa pamamagitan nito electric kasalukuyang. Susunod, ilagay ito sa isang panlabas na magnetic field sa gayon na ang mga linya ng patlang ng lakas ay oriented patayo sa eroplano ng kondaktibo plate. Bilang isang resulta, ang mga mukha (sa kabila ng direksyon ng kasalukuyang), isang potensyal na pagkakaiba. Ito ang Hall epekto. Ang dahilan para sa kanyang paglitaw ay kilala Lorentz lakas.

May ay isang paraan upang matukoy ang halaga ng ang nagreresultang boltahe (minsan ay tinatawag Hall potensyal na). Ang pangkalahatang expression ay tumatagal ang form na ito:

Uh = Eh * H,

kung saan H - ang plate kapal; Eh - lakas ng panlabas na field.

Dahil ang mga potensyal na ay dahil sa muling pamimigay ng mga carrier singil sa konduktor, ito ay limitado (ang proseso ay hindi magpatuloy nang walang hangganan). Lateral paggalaw ng mga singil ay titigil sa sandaling ito kapag ang halaga ng Lorentz lakas (F = q * v * B) upang equate pagsalungat q * Eh (q - bayad).

Dahil sa kasalukuyang density J ay katumbas ng produkto ng walang bayad density, ang kanilang mga bilis at ang mga indibidwal na mga halaga ng q, hal

J = n * q * v,

ayon sa pagkakabanggit,

v = J / (q * n).

Kaya (pag-uugnay formula na may intensity):

Eh = B * (J / (q * n)).

Pagsamahin ang lahat ng nasa itaas at matukoy ang mga potensyal na ng hall sa pamamagitan ng halaga ng mga pagsingil:

Uh = (J * B * H) / n * q).

Hall epekto ay nagmumungkahi na minsan sa metal ay hindi sinusunod elektron at butas pagpapadaloy. Halimbawa, ito ay cadmium, beryllium, at zinc. Pag-aaral Hall epekto sa Semiconductors, walang duda na ang singil carrier - ang "butas". Gayunpaman, bilang na nakasaad, ito ay naaangkop sa metal din. Ito ay naniniwala na kapag ang mga bayad sa pamamahagi (pormasyon ng hall gusali) karaniwang vector ay nabuo sa pamamagitan ng mga electron (negatibong pag-sign). Gayunman, ito naka-out na ang field kasalukuyang hindi lumikha ng mga electron. Sa pagsasagawa, ang property na ito ay ginagamit upang matukoy ang density ng mga carrier singil sa semiconducting materyal.

Walang mas mababa ay kilala kuwantum Hall epekto (1982). Ito ay kumakatawan sa isa sa mga katangian ng dalawang-dimensional gas elektron pagpapadaloy (ang mga particle ay libre upang ilipat lamang sa dalawang direksyon) sa ilalim ng mga kondisyon ng lubhang mababang mga temperatura at mataas na mga panlabas na magnetic field. ang pagkakaroon ng "fragmentation" ay natuklasan kapag pag-aaral ng epekto. Nagkaroon ng impression na ang singil ay hindi nabuo sa pamamagitan ng solong carrier (1 + 1 + 1), at ang mga bahagi ng (1 + 1 + 0.5). Gayunman, ito naka-out na walang batas ay sira. Alinsunod sa Pauli prinsipyo, sa paligid ng bawat elektron sa isang magnetic field ay nilikha isang uri ng sinag ng daloy uliuli. Gamit ang pagtaas ng field intensity sitwasyon arises kapag na tumutugma sa "= isa isa electron puyo ng tubig" ceases upang maging nasiyahan. Ang bawat maliit na butil magkaroon ng maramihang mga quanta ng magnetic flux. Ang mga bagong particle ay tiyak ang sanhi ng isang fractional resulta kapag ang Hall epekto.